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IntroduccinCorriente de desplazamiento

Joan Ligarreto Ostos G 11- NL 16

Corriente de desplazamiento

IntroduccinCorriente de desplazamientoEste concepto fue introducido por el fsico escocs James Clerk Maxwell (1831-1879) para la Ley de Ampere generalizada, la cual consider como la derivada de un campo elctrico respecto al tiempo. El principio que desarrolla esta concepto as como el conjunto de las cuatro ecuaciones de maxwell, le. valieron a este cientfico el desarrollo de la teora electromagntica.

Corriente de desplazamientoEs un tipo de corriente postulada enpor Maxwell para la ley de Ampere generalizada, fundamental en su teora electromagntica.La corriente de desplazamiento puede definirse como variacin de un campo elctrico en funcin del tiempo. No es una corriente fsica en el sentido de que no la produce una carga en movimiento. Esta puede ocurrir en el vacio o en un dielctrico.Matemticamente lo definimos como el flujo de campo elctrico a travs de una superficie, y est dado por la ecuacin:

Corriente de desplazamientoPara explicar este fenmeno consideremos primero una fuente de tensin que inicialmente se encuentra cargando un condensador:

Figura 1: Circuito simple de carga de un condensador alimentado por una fuente de tensin E.Corriente de desplazamientoSi consideramos una resistencia en los cables del circuito por ejemplo, vemos que por ley de Ohm se genera una corriente que sale del positivo de la fuente por convencin de dispositivo generador de potencia y llega hasta una placa del condensador, la cual empieza a acumular cargas positivas (defecto de electrones) y negativas (exceso de electrones) en la otra placa, generando un campo elctrico como puede apreciarse en la siguiente grfica:

Figura 2: Distribucin de la carga de un condensador alimentado por una fuente de tensin E.Corriente de desplazamientoEsta diferencia de potencial genera un campo elctrico entre las dos placas paralelas separadas una distancia determinada puesto que V=E*d.

Figura 4: Lnea de fuerza del campo elctrico entre dos placas paralelas electrizadas uniformemente

Figura 3: Campo elctrico generado por las dos placas paralelas en las que existe una diferencia de potencial.Corriente de desplazamientoEl campo elctrico que se genera tiene la particularidad de que es variable en el tiempo, pues las cargas se van acumulando poco a poco proporcionando cada vez ms lneas de campo elctrico, entonces deducimos que en la carga de un condensador el campo elctrico generado es cada vez mayor. Adems este campo elctrico genera un campo magntico con la direccin que se muestra a continuacin:

Figura 5: El campo elctrico entre las placas del condensador genera un campo magntico cuya direccin est dada por la ley de la mano derecha.Corriente de desplazamientoSabemos que existe una corriente de conduccinICque penetra por la lmina de la izquierda, pero no existe una corriente de conduccin que salga de ella. Existe una corriente de conduccin que sale de la lmina de la derecha, pero no una que la penetre. Sabemos adems que mientras el condensador se carga, el campoelctrico y la corriente de conduccin mencionada varan con el tiempo.

Figura 6: Campo elctrico entre dos placas paralelas y sus superficies equipotenciales.

Corriente de desplazamientoEntonces que sucede realmente si no hay carga que se transporte entre ambas placas?Para compensar esta diferencia, Maxwell razon que esta carga se encontraba en el flujo elctrico, la carga en el campo elctrico, y mientras que la corriente de desplazamiento no es una corriente de carga elctrica, produce el mismo resultado que aquella generando campo magntico.

Figura 7: Campo elctrico entre las placas del condensador y su campo magntico correspondiente.Corriente de desplazamientoAlgunas frmulas de inters:

Definiendo una densidad de corriente JD tal que IC =JD *A tenemos:

Expresin a la que Maxwell defini como corriente de desplazamiento.

ConclusionesEl aporte de maxwell a la ley de ampere constituye uno de los pilares de la teora electromagntica clsica descrita en sus 4 ecuaciones fundamentales.La corriente de desplazamiento es una corriente elctrica que no se produce por cargas en movimiento entre una y otra placa del condensador .La corriente de desplazamiento esta relacionada con el flujo de campo elctrico respecto al tiempo y el campo magntico asociado.Bibliografahttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_de_desplazamiento. Definicin- Corriente de desplazamiento.P. A. Tipler. Fsica II, Revert, Barcelona, 1984. C. G. Bollini y J. J. Giambiagi. Tercera edicin. Pginas 762- 798.http://www.bricopage.com/electricidad/capacitor.htm. Carga de un condensador.http://www2.uah.es/ega/FisicaI/Tema7/Cdesplazamiento.pdf. Corriente de desplazamiento en el proceso de carga de un condensador.http://www.historiasdelaciencia.com/?p=162. Ecuaciones de Maxwell.